(57)【要約】      （修正有）【課題】可視光から赤外光までを受光できる光センサを提供する。【解決手段】ケイ素基板１の一方の面上に鉄拡散防止緩衝層２とベータ鉄シリサイド半導体薄膜３を形成し、他方の面上に無反射誘電体層５を形成する。入射光６の可視光領域をケイ素で、また赤外光領域をベータ鉄シリサイドで受光し、電極１１、３１間に出力電圧が発生する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素（Si）基板と該基板上に形成されたベータ鉄シリサイド（β-FeSi２）膜を有する光センサ。
【請求項２】
請求項１記載の光センサにおいて、上記ベータ鉄シリサイド膜の上に更に第２のベータ鉄シリサイド膜が設けられ、上記ベータ鉄シリサイド膜と上記第２のベータ鉄シリサイド膜の間にｎ−型／ｐ−型接合面又はｐ−型／ｎ−型接合面が形成されていることを特徴とする光センサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光センサにおいて、上記基板と上記ベータ鉄シリサイド膜の間にFe拡散防止緩衝層が設けられていることを特徴とする光センサ。
【請求項４】
請求項３記載の光センサにおいて、上記Fe拡散防止緩衝層はSiO２またはTiNを含むことを特徴とする光センサ。
【請求項５】
請求項１又は２記載の光センサにおいて、上記ベータ鉄シリサイド膜と反対側の上記基板の面に無反射誘電体膜が設けられていることを特徴とする光センサ。
【請求項６】
請求項５記載の光センサにおいて、上記無反射誘電体膜はZn(S,O)、SiO２、ITO膜またはこれら薄膜を組み合わせた多層膜を含むことを特徴とする光センサ。
【請求項７】
ケイ素（Si）基板と該基板上に形成されたベータ鉄シリサイド（β-FeSi２）膜と該ベータ鉄シリサイド膜上に形成されたケイ素（Si）膜とを有する光センサ。
【請求項８】
請求項７記載の光センサにおいて、上記ベータ鉄シリサイド膜と上記ケイ素（Si）膜の間にFe拡散防止緩衝層が設けられていることを特徴とする光センサ。
【請求項９】
請求項８記載の光センサにおいて、上記Fe拡散防止緩衝層はSiO２またはTiNを含むことを特徴とする光センサ。
【請求項１０】
請求項７記載の光センサにおいて、上記ケイ素（Si）膜の上に無反射誘電体膜が設けられていることを特徴とする光センサ。
【請求項１１】
請求項１０記載の光センサにおいて、上記無反射誘電体膜はZn(S,O)、SiO２、ITO膜またはこれら薄膜を組み合わせた多層膜を含むことを特徴とする光センサ。
【請求項１２】
ケイ素（Si）基板と該基板上に形成された第１のベータ鉄シリサイド（β-FeSi２）膜と該第１のベータ鉄シリサイド（β-FeSi２）膜の上に設けられた第２のベータ鉄シリサイド（β-FeSi２）膜とを有し、上記基板と上記第１のベータ鉄シリサイド（β-FeSi２）膜の間及び上記基板と上記第２のベータ鉄シリサイド（β-FeSi２）膜の間には、それぞれｎ−型／ｐ−型接合面又はｐ−型／ｎ−型接合面が形成されていることを特徴とする光センサ。
【請求項１３】
請求項１２記載の光センサにおいて、上記第１及び第２のベータ鉄シリサイド膜と反対側の上記基板の面にZn(S,O)からなる層が設けられていることを特徴とする光センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサに関し、特に、半導体材料を用いた光センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化時代を反映して大量の情報を光通信によって交信する技術が開発されている。現在、国内の幹線光通信網には石英ファイバが施設され、近い将来、公共施設、工場、事務所更に一般家庭まで普及する計画がなされている。光ファイバ通信の全家庭への普及のためには、敷設の価格を低減することが強く望まれる。光ファイバや通信モジュール、光部品全てに低価格化の要請がある。このため、国際間−国内幹線−都市内通信網−事務所−家庭という階層の中で、全部を石英ファイバで賄うのでなく、一部近距離にはプラスチックファイバ（POF）を用いる方式が現れた。街中の中継点までは、石英ファイバを使用して大量のデータを伝送し、そこから各家庭に分岐してデータの送受信を行なうが、短距離であるので安価で工事や取り扱いの容易なPOFを使うわけである。
【０００３】
現在、各種の光デバイスに使用されている半導体光センサには、Siを初めとしてGe、Hg-Cd-Te系、In-Ga-As系、In-Ga-P系、GaN等の材料を用いられている。
【０００４】
Siは、資源が豊富で価格が安い、廃棄時の環境負荷が小さい、加工技術が発達している等の理由から、光センサとして広く用いられている。Siは、20世紀に至って大きな技術の進歩によって広く産業界の米として使用され、光センサばかりでなく高速電気論理回路や各種物理量の計測センサやスイッチとしても利用されてきた。
【０００５】
しかしながら、Siは、石英ファイバ通信用の受光素子として使用できない。石英ファイバ中を通る光の波長は最も伝播損失が少ない１．３〜１．６μmが用いられる。Siが使用できる波長帯は可視光から１．１μmなので、Siを石英ファイバ通信に用いたのでは伝播損失が多い。また、Siは発光特性を持たない。
【０００６】
従って、光デバイスとして、発光と受光特性を有するIn-Ga-As系やIn-Ga-P系が広く用いられている。しかしながら、これらの化合物半導体には、AsやInなど地上で資源寿命の非常に短い元素が使用されている。例えばInは、プラズマディスプレイの透明電極（インジウム酸化スズITO）にも使われているが、資源寿命は今後10年程度であると予想され、またAsもせいぜいその程度であると言われている。元素の埋蔵量はクラーク数と深い関係があり、クラーク数の大きい元素（元素番号が小さくて軽い元素）は地球上の多様な生物体と永い歴史の間接触してきたため生体に取り込まれ、生体との適合性が比較的高い。また地球環境に対して低負荷型の物質となっている。これらの化合物半導体は主として希少元素（In、As、Cd、Se、Hg）から構成されており、これらの物質は毒性が高いものが多く生体適合性は低い。これから社会で多用される半導体材料は低環境負荷型の元素であることが望ましい。
【０００７】
資源が豊富で地球環境に優しい元素で構成される代表的材料としてベータ鉄シリサイドβ-FeSi２が見直され、ポストIII-Ｖ族およびII-VI族化合物半導体材料として望まれるようになった。β-FeSi２はFeとSiが１：２の比率で化合したものであり、結晶相は900℃以上まで変化せず安定であり、耐化学薬品性が強いので酸にもアルカリ性薬品に侵されにくく、耐湿度性にも優れている。物理特性では半導体のエネルギーギャップは０．８５eVの直接遷移型とされ、受光及び発光が可能でその波長領域は１．５μm近傍なので石英光ファイバを用いる通信部品に適している。
【０００８】
またβ-FeSi２は、その結晶常数の検討から適当な面と方位を選ぶことによってSiとの格子整合が良く、Si上に良好なエピタキシャル膜を成長することができる。光デバイスを作する際に、通常のSiプロセスがそのまま使用できるので、製造上は産業界にも受け入れられやすい。
【０００９】
β-FeSi２の研究の例として、非特許文献１の発光の研究、非特許文献２の受光の研究、及び非特許文献３及び非特許文献４の発光の研究、更に非特許文献５の受光の研究等がある。
【００１０】
【非特許文献１】M.A.Lourenco et al., Jpn. J. Appl. Phis., 40, (2001),4041-4044
【非特許文献２】Y.Maeda et al, Proc. Japan-UK Workshop on KANKYO -SEMICONDUCTORS, Aug. (2000), 29
【非特許文献３】T.Suemasu et.al., Appl. Phys. Lett., 79 (2001), 1804-1806
【非特許文献４】S.Chu et al., Jpn. J. Appl. Phys., 41 (2002), L1200-L1202
【非特許文献５】S.N.Wang Proc. SPIE, 5065,(2003),188
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
β−FeSi２は波長１．１〜１．６μmまでの赤外領域の受光感度を有し、波長０．４〜１．１μmまでの可視光領域の受光感度を有さない。
【００１２】
本発明は、波長０．４〜１．１μmの可視光から波長１．１〜１．６μmの赤外光までの受光感度を有する低価格且つ環境に優しい光デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光センサは、Si基板と基板上に形成されたβ-FeSi２薄膜を有する半導体チップによって形成される。波長０．４〜１．１μmまでの可視光領域はSiが受光し、波長１．１〜１．６μｍまでの赤外領域はβ-FeSi２が受光する。従って、本発明の光センサは、可視光も赤外光も電気信号に変換する。
【００１４】
加熱したSi基板上にFeとSiを堆積すると、FeとSiが熱反応し、β-FeSi２がエピタキシャル成長する。このβ-FeSi２膜は不連続なナノ構造やマイクロ微粒子構造を持つであってもよい。
【００１５】
Si基板とβ-FeSi２膜の間に接合面が形成されるとき、その境界面にてFe原子がSi中に拡散するFe拡散が生じ、特性が劣化する。本発明では、Si基板とβ-FeSi２膜の間にFe拡散を防止する緩衝層を設ける。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光センサによると、１つの半導体チップによって、可視光から赤外光領域までの波長を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１を参照して本発明の光センサの第１の例を説明する。本例の光センサは、Si（ケイ素）基板１とその一方の面上のFe拡散防止緩衝層２とその上のβ-FeSi２（ベータ鉄シリサイド）膜３とSi基板１の他方の面上の無反射誘電体層５とを有する。Si基板１には電極１１が設けられ、β-FeSi２膜３には電極３１が設けられている。
【００１８】
Si（ケイ素）基板１は、n-型のSiからなる。β-FeSi２膜３は、n-型のβ-FeSi２からなる。Fe拡散防止緩衝層２は薄いSiO２膜又はTiN（窒化チタン）からなる。無反射誘電体膜はZn(S,O)（ZnSとZnOの混合体）、ZnO、SiO２、ITO（インジウム酸化スズ）膜またはこれら薄膜の組み合わせた多層膜からなる。
【００１９】
発明者が行った光センサの第１の例の製造実験を説明する。以下の第１の実験条件は、発明者が行った本例の光センサの第１の例の製造実験の条件を示す。
【００２０】
第１の実験条件
真空槽内の真空度              １０−８〜１０−１０torr
基板の材料と温度              ｎ-型Si：300〜600°Ｃ
緩衝層の材料と膜厚            SiO２：10nm以下
第１のβ-FeSi２膜              Si;406ｎｍ、Fe;120nm。反応後  n-β-FeSi２:383nm
無反射誘電体層                ZnO：600nm、SiO２：270nm
【００２１】
先ず、スパッタリング装置を用いてｎ-型のSi基板１の面上に、膜厚１０ｎｍ以下の薄いSiO２膜を堆積し、Fe拡散防止緩衝層２を形成した。Fe拡散防止緩衝層２が形成されたSi基板１を、１０−８〜１０−１０torrの高真空槽にて３００℃〜６００℃の温度にて加熱し、その上にn-型となる不純物（PまたはCo）を含んだSiとFeを照射堆積した。それによって、膜厚４０６ｎｍのSi膜と、膜厚１２０ｎｍのFe膜が形成された。SiとFeは熱反応し、ｎ-型のβ-FeSi２膜３がエピタキシャルに成長した。生成したｎ-型のβ-FeSi２膜３の膜厚は３８３ｎｍであった。
【００２２】
次に、Si基板１のβ-FeSi２膜が形成された面とは反対の面に、スパッタリングにより膜厚６００ｎｍのZnO膜と膜厚２７０ｎｍのSiO２膜を形成し、無反射誘電体層５を形成した。
【００２３】
最後に、β-FeSi２膜３の一部をエッチングによって除去し、露出したSi基板に電極１１を蒸着法によって取り付けた。同様に、β-FeSi２膜３の表面に電極３１を蒸着法によって取り付けた。電極１１、３１にリード線をボンディングすることにより、光センサが完成した。
【００２４】
図示のように、無反射誘電体層５から入射光６として波長０．８５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極１１、３１間に出力電圧が発生した。同様に波長１．５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極１１、３１間に出力電圧が発生した。
【００２５】
本例の光センサの製造工程では、Si基板上に１層のβ-FeSi２膜をエピタキシャル成長させるだけなので製造工数が少なくて経済的である。Si基板上にβ−FeSi２を形成する際の熱処理中にFeがSi基板中に容易に拡散する。FeがSi基板中に拡散すると、接合面における電気特性が劣化し、光電出力が低下する。本例では、Fe拡散防止緩衝層２を設けることによりFeのSi基板中への拡散を防止した。
【００２６】
図２を参照して本発明の光センサの第２の例を説明する。本例の光センサは、Si基板１とその一方の面上のFe拡散防止緩衝層２とその上の第１のβ-FeSi２膜３とその上の第２のβ-FeSi２膜４とSi基板１の他方の面上の無反射誘電体層５とを有する。Si基板１には電極１１が設けられ、第１及び第２のβ-FeSi２膜３には電極３１、４１が設けられている。
【００２７】
Si（ケイ素）基板１は、n-型のSiからなる。第１のβ-FeSi２膜３は、n-型のβ-FeSi２からなり、第２のβ-FeSi２膜４は、p-型のβ-FeSi２からなる。Fe拡散防止緩衝層２は薄いSiO２膜又はTiN（窒化チタン）からなる。無反射誘電体膜はZn(S,O)（ZnSとZnOの混合体）、ZnO、SiO２、ITO（インジウム酸化スズ）膜またはこれら薄膜の組み合わせた多層膜からなる。
【００２８】
発明者が行った光センサの第２の例の製造実験を説明する。以下の第２の実験条件は、発明者が行った本例の光センサの第２の例の製造実験の条件を示す。
【００２９】
第２の実験条件
真空槽内の真空度              １０−８〜１０−１０torr
基板の材料と温度              ｎ-型Si：300〜600°Ｃ
緩衝層の材料と膜厚            SiO２；10nm以下
第1のβ-FeSi２膜              Si:237ｎｍ、Fe;70nm。反応後  n-β-FeSi２:223nm
第２のβ-FeSi２膜              Si:406ｎｍ、Fe;120nm。反応後  p-β-FeSi２:383nm
無反射誘電体層                ZnO：600nm、SiO２：270nm
【００３０】
先ず、スパッタリング装置を用いてｎ-型のSi基板１の面上に、膜厚１０ｎｍ以下の薄いSiO２膜を堆積し、Fe拡散防止緩衝層２を形成した。Fe拡散防止緩衝層２が形成されたSi基板１を、１０−８〜１０−１０torrの高真空槽にて３００℃〜６００℃の温度にて加熱し、その上にn-型となる不純物（P）を含んだSiとFeを照射堆積した。それによって、膜厚２３７ｎｍのSi膜と、膜厚７０ｎｍのFe膜が形成された。SiとFeは熱反応し、ｎ-型のβ-FeSi２膜３がエピタキシャルに成長した。生成したｎ-型のβ-FeSi２膜３の膜厚は２２３ｎｍであった。
【００３１】
次に、β-FeSi２膜３が形成されたSi基板１を、再度、１０−８〜１０−１０torrの高真空槽にて４５０℃〜６００℃の温度にて加熱し、その上にp-型となる不純物（Ga）を含んだSiとFeを照射堆積した。それによって、膜厚４０６ｎｍのSi膜と、膜厚１２０ｎｍのFe膜が形成された。SiとFeは熱反応し、p-型のβ-FeSi２膜４がエピタキシャルに成長した。第１のβ-FeSi２膜３と第２のβ-FeSi２膜４の間にn/p-接合面が形成された。生成したp-型のβ-FeSi２膜４の膜厚は３８３ｎｍであった。
【００３２】
次に、Si基板１のβ-FeSi２膜３、４が形成された面とは反対の面に、スパッタリングにより膜厚６００ｎｍのZnO膜と膜厚２７０ｎｍのSiO２膜を形成し、無反射誘電体層５を形成した。
【００３３】
最後に、Fe拡散防止緩衝層２の一部をエッチングによって除去し、露出したSi基板に電極１１を蒸着法によって取り付けた。同様に、第１及び第２のβ-FeSi２膜３、４の表面に電極３１、４１を蒸着法によって取り付けた。電極１１、３１、４１にリード線をボンディングすることにより、光センサが完成した。
【００３４】
図示のように、無反射誘電体層５から入射光６として波長０．８５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極１１、３１間のみに出力電圧が発生した。他の電極３１、４１間、及び電極１１、４１間には出力電圧が発生しなかった。同様に波長１．５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極３１、４１間のみに出力電圧が発生した。他の電極間には出力電圧が発生しなかった。
【００３５】
本例の光センサでは、Si基板上に２層のβ-FeSi２膜をエピタキシャル成長させるため製造工数が増加するが、両方ともβ-FeSi２のホモ構造を有するので、良好な接合が容易にできる。
【００３６】
図３を参照して本発明の光センサの第３の例を説明する。本例の光センサは、Si基板１とその一方の面上のβ-FeSi２膜３とその上のFe拡散防止緩衝層２とその上のSi膜７とその上の無反射誘電体層５とを有する。β-FeSi２膜３には電極３１が設けられ、Si膜７には電極７１が設けられている。
【００３７】
Si（ケイ素）基板１は、n-型のSiからなる。β-FeSi２膜３は、p-型のβ-FeSi２からなる。Si膜７は、n-型のSiからなる。Fe拡散防止緩衝層２は薄いSiO２膜又はTiN（窒化チタン）からなる。無反射誘電体膜はZn(S,O)（ZnSとZnOの混合体）、ZnO、SiO２、ITO（インジウム酸化スズ）膜またはこれら薄膜の組み合わせた多層膜からなる。
【００３８】
発明者が行った光センサの第３の例の製造実験を説明する。以下の第３の実験条件は、発明者が行った本例の光センサの第３の例の製造実験の条件を示す。
【００３９】
第３の実験条件
真空槽内の真空度              １０−８〜１０−１０torr
基板の材料と温度              ｎ-型Si：300〜600°Ｃ
第１のβ-FeSi２膜              Si:406ｎｍ、Fe;120nm。反応後  p-β-FeSi２:383nm
緩衝層の材料と膜厚            SiO２；10nm以下
Si膜                          n-Si:406nm
無反射誘電体層                ZnO：600nm、SiO２：270nm
【００４０】
先ず、ｎ-型のSi基板１の面上にp-型となる不純物（Ga）を含んだSiとFeを同時に照射堆積した。それによって、膜厚４０６ｎｍのSi膜と、膜厚１２０ｎｍのFe膜が形成された。SiとFeは熱反応し、p-型のβ-FeSi２膜３がエピタキシャルに成長した。生成したp-型のβ-FeSi２膜３の膜厚は３８３ｎｍであった。次に、スパッタリング装置を用いてβ-FeSi２膜３が形成されたSi基板１の面上に、膜厚１０ｎｍ以下の薄いSiO２膜を堆積し、Fe拡散防止緩衝層２を形成した。Fe拡散防止緩衝層２が形成されたSi基板１を、再度、１０−８〜１０−１０torrの高真空槽にて３００〜６００°Ｃの温度にて加熱し、その上にn-型となる不純物（P）を含んだSiを照射堆積した。Siは熱反応し、ｎ-型のSi膜７がエピタキシャルに成長した。β-FeSi２膜３とSi膜７の間にn/p-接合面が形成された。生成したｎ-型のSi膜７の膜厚は４０６ｎｍであった。
【００４１】
次に、ｎ-型のSi膜７が形成されたSi基板１の面に、スパッタリングにより膜厚６００ｎｍのZnO膜と膜厚２７０ｎｍのSiO２膜を形成し、無反射誘電体層５を形成した。
【００４２】
最後に、β-FeSi２膜３及びSi膜７の表面に電極３１、７１を蒸着法によって取り付けた。電極３１、７１にリード線をボンディングすることにより、光センサが完成した。
【００４３】
図示のように、無反射誘電体層５から入射光６として波長０．８５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極３１、７１間に出力電圧が発生した。同様に波長１．５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極３１、７１間に出力電圧が発生した。
【００４４】
本例の光センサでは、Si基板の片面に全ての膜を形成するため、製造工程が簡単である。また、本例の光センサでは、赤外光は比較的薄いSi膜７を経由してからβ-FeSi２膜によって受光されるから、上述の例のように、Si基板１を経由してからβ-FeSi２膜によって受光される場合に比べて、β-FeSi２膜の受光量が多い。
【００４５】
図４を参照して本発明の光センサの第４の例を説明する。本例の光センサは、Si基板１とその一方の面上の第１のβ-FeSi２膜３とその上の第２のβ-FeSi２膜４とSi基板１の他方の面上の無反射誘電体層５とを有する。Si基板１には電極１１が設けられ、第１及び第２のβ-FeSi２膜３には電極３１、４１が設けられている。無反射誘電体層５には電極５１が設けられている。
【００４６】
Si（ケイ素）基板１は、p-型のSiからなる。第１のβ-FeSi２膜３は、n-型のβ-FeSi２からなり、第２のβ-FeSi２膜４は、p-型のβ-FeSi２からなる。無反射誘電体層５はZn(S,O)（ZnSとZnOの混合体）の薄膜である。Zn(S,O)膜は、n-型の半導体である。
【００４７】
発明者が行った光センサの第４の例の製造実験を説明する。以下の第４の実験条件は、発明者が行った本例の光センサの第４の例の製造実験の条件を示す。
【００４８】
第４の実験条件
真空槽内の真空度              １０−８〜１０−１０torr
基板の材料と温度              p-型Si：450〜600°Ｃ
第１のβ-FeSi２膜              Si:237ｎｍ、Fe;70nm。反応後  n-β-FeSi２:223nm
第２のβ-FeSi２膜              Si:406ｎｍ、Fe;120nm。反応後  p-β-FeSi２:383nm
無反射誘電体層                n-Zn(S,O)：100nm
【００４９】
先ず、p-型のSi基板１を、１０−８〜１０−１０torrの高真空槽にて４５０℃〜６００℃の温度にて加熱し、その上にn-型となる不純物（P）を含んだSiとFeを照射堆積した。それによって、膜厚２３７ｎｍのSi膜と、膜厚７０ｎｍのFe膜が形成された。SiとFeは熱反応し、ｎ-型のβ-FeSi２膜３がエピタキシャルに成長した。生成したｎ-型のβ-FeSi２膜３の膜厚は２２３ｎｍであった。
【００５０】
次に、β-FeSi２膜３が形成されたSi基板１を、再度、１０−８〜１０−１０torrの高真空槽にて４５０℃〜６００℃の温度にて加熱し、その上にp-型となる不純物（Ga）を含んだSiとFeを照射堆積した。それによって、膜厚４０６ｎｍのSi膜と、膜厚１２０ｎｍのFe膜が形成された。SiとFeは熱反応し、p-型のβ-FeSi２膜４がエピタキシャルに成長した。第１のβ-FeSi２膜３と第２のβ-FeSi２膜４の間にn/p-接合面が形成された。生成したp-型のβ-FeSi２膜４の膜厚は３８３ｎｍであった。
【００５１】
次に、Si基板１のβ-FeSi２膜３、４が形成された面とは反対の面に、化学溶液中積層法により膜厚１００ｎｍのZn(S,O)膜を形成し、無反射誘電体層５を形成した。
【００５２】
最後に、Fe拡散防止緩衝層２の一部をエッチングによって除去し、露出したSi基板に電極１１を蒸着法によって取り付けた。同様に、第１及び第２のβ-FeSi２膜３、４と無反射誘電体層５の表面に電極３１、４１、５１を蒸着法によって取り付けた。電極１１、３１、４１、５１にリード線をボンディングすることにより、光センサが完成した。
【００５３】
図示のように、無反射誘電体層５から入射光６として波長０．８５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極１１、４１間にのみ出力電圧が発生した。他の電極間には出力電圧が発生しなかった。同様に波長１．５μmのレーザ光を照射すると、２つの電極３１、４１間にのみ出力電圧が発生した。他の電極間には出力電圧が発生しなかった。
【００５４】
本例の光センサによると、p-型Si基板面上に形成したZn(S,O)膜はn-型となって基板との間にp/n接合面を作る。またこのZn(S,O)膜は透明な誘電体層となり半導体膜と無反射保護膜を兼ねることになる。これによって別のSiO２などの無反射膜を形成する必要がなくなり、製造工数を低減でき、低価格化を達成することができる。
【００５５】
本例の光センサでは、Siの受光部とβ-FeSi２の受光部を独立に分けて形成したもので、1,5μmのレーザ光信号と0.85μmのレーザ光信号が混ざることなく確実に取り出すことができる。
【００５６】
以上、本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による光センサの第１の例の構造を示す図である。
【図２】本発明による光センサの第２の例の構造を示す図である。
【図３】本発明による光センサの第３の例の構造を示す図である。
【図４】本発明による光センサの第４の例の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…ケイ素基板、２…緩衝層、３…第1のβ-FeSi２膜、４…第２のβ-FeSi２膜、５…無反射誘電体膜、６…入射光線、７…Si膜、１１、３１、４１、５１、７１…電極
【図１】
2005135993.tif 000003
【図２】
2005135993.tif 000004
【図３】
2005135993.tif 000005
【図４】
2005135993.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月14日(2005.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
加熱したSi基板上にFeとSiを堆積すると、FeとSiが熱反応し、β-FeSi２がエピタキシャル成長する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
Si（ケイ素）基板１は、p-型のSiからなる。β-FeSi２膜３は、n-型のβ-FeSi２からなる。Fe拡散防止緩衝層２は薄いSiO２膜又はTiN（窒化チタン）からなる。無反射誘電体膜はZn(S,O)（ZnSとZnOの混合体）、ZnO、SiO２、ITO（インジウム酸化スズ）膜またはこれら薄膜の組み合わせた多層膜からなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第１の実験条件
真空槽内の真空度              １０−８〜１０−１０torr
基板の材料と温度              p-型Si：300〜600°Ｃ
緩衝層の材料と膜厚            SiO２：10nm以下
第１のβ-FeSi２膜              Si;406ｎｍ、Fe;120nm。反応後  n-β-FeSi２:383nm
無反射誘電体層                ZnO：600nm、SiO２：270nm
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
先ず、スパッタリング装置を用いてp-型のSi基板１の面上に、膜厚１０ｎｍ以下の薄いSiO２膜を堆積し、Fe拡散防止緩衝層２を形成した。Fe拡散防止緩衝層２が形成されたSi基板１を、１０−８〜１０−１０torrの高真空槽にて３００℃〜６００℃の温度にて加熱し、その上にn-型となる不純物（PまたはCo）を含んだSiとFeを照射堆積した。それによって、膜厚４０６ｎｍのSi膜と、膜厚１２０ｎｍのFe膜が形成された。SiとFeは熱反応し、ｎ-型のβ-FeSi２膜３がエピタキシャルに成長した。生成したｎ-型のβ-FeSi２膜３の膜厚は３８３ｎｍであった。